DEBLURRING MENGGUNAKAN KERNEL REGRESI ADAPTIF TEREGULASI

Transkripsi

1 osdng emna asonal Manajemen eknolog IX ogam td MM-I, abaya 4 eba 009 DEBLRRI MEAKA KEREL REREI ADAIF ERELAI ahy bowo, Rlly oelaman, Jsan enk Infomtka, Fakltas eknolog Infomas, Insttt eknolog eplh opembe, abaya, Indonesa tewe@cs.ts.ac.d, lly@s.ts.ac.d ABRAK. Deblng mepakan sat teknk yang dlakkan ntk menghlangkan efek bl pada pengolahan cta dgtal. Metode yang sdah ada saat n jka dgnakan pada kass tetent mash mempnya bebeapa kelemahan bepa mnclnya efek ngng dan mash dkejakan kedalam fase secaa sekensal yang dasa kang efsen. elan t bebeapa metode deblng mash menggnakan model kenel yang besfat tetap sehngga tdak bsa menyesakan d dengan kont cta. Reges kenel kenel egesson sdah tebkt dapat bekeja secaa efektf ntk dgnakan pada penghlangan nose mapn ekonstks cta. ada metode menggnakan kenel eges n, teknk penentan nla komponen penysn kenel bedasakan pada nla pksel cta yang akan dolah sehngga besfat adaptf. ada peneltan n dslkan sat pengembangan metode deblng secaa teatf bedasakan eglasas dengan menambahkan matk bobot yang ddapat da poses eges kenel tehadap cta yang dolah. Kenel yang dgnakan besfat adaptf dan teeglas sehngga dapat menyesakan d dengan kont cta. Da pecobaan yang dlakkan, tebkt bahwa metode yang dslkan mempnya kneja dan kaltas hasl yang bak secaa sal mapn nmek, demkan jga jka dbandngkan dengan metode deblng yang lan Kata knc: deblng, kenel eges, adaptf, teatf, eglasas, cta EDAHLA Efek bl mepakan sat efek yang mengakbatkan sat objek pada cta akan telhat kab dan tdak jelas. Efek n dsebabkan kaena konds kamea tdak stabl. Efek n danggap sebaga sat efek yang tdak bak jka membthkan detl nfomas yang lebh semsal sat cta dengan komposs hf. deblng cta bl cta debl amba Deblng pada ta ameaman ntk mengatas efek bl tesebt, telah dkembangkan sat metode gna mempebak cta bl, dantaanya yang pople adalah flte wene tee, 007. enggnaan flte n pada kass tetent mempnya kelemahan bepa mnclny efek ngng. Katkonk dkk mengembangkan sat metode deblng adaptf yang tebag

2 osdng emna asonal Manajemen eknolog IX ogam td MM-I, abaya 4 eba 009 kedalam da fase secaa sekensal yat denosng dan deblng, sehngga dapat dkatakan kang efsen. Bemond dkk Bemond, 990, telah mengemban gkan sat metode deblng dengan metode teatf dengan hasl yang bags, hanya saja mash menggnakan kenel dengan nla, kan dan bentk yang besfat tetap sehngga mengakbatkan ketdaksesaan dengan kont cta. Reges kenel akeda, 006 m epakan sat metode eges gna mendapatkan sat matk bobot, dmana matk bobot yang dhaslkan akan dgnakan sebaga nfomas pembentk kenel yang mempnya sfat dapat menyesakan d dengan konds ntenstas pksel cta kaena ddapat da hasl eges pksel cta secaa lokal. Reges kenel n telah tebkt secaa efektf dapat dgnakan ntk penghlangan nose pada pengolahan cta dgtal. ada peneltan n dslkan sat pengembangan metode deblng yang sdah dkembangkan oleh Bemond, 990 secaa teatf bedasakan eglasas dengan menambahkan sat kenel eges yang besfat adaptf dan teeglas dengan hasl yang efektf bak secaa sal mapn nmek, demkan jga jka dbandngkan dengan metode deblng yang lan. DEAI DA IMLEMEAI ecaa gas besa, sstem ted da bagan yat nsalsas dan poses debl. amba adalah blok dagam gas besa sstem deblng yang dslan. Insalsas betjan ntk menghtng nla elemen kenel yang bepa matk bobot yang nantnya akan dgnakan pada poses deblng menggnakan deblng estmato. cta bl nsalsas kenel deblng cta debl amba. Desan stem eancangan stem Debl Bebass Kenel ntk menca fngs cta debl dengan mengac pada model cta dengan efek bl pada pesamaan z g * dalam penempatan epesentas fngs bl z cta dengan efek bl menggnakan pendekatan lokal deet aylo, dapat daplkaskan keangka keja kenel eges dmana g. mepakan efek bl. Repesentas lokal fngs menggnakan deet aylo dapat dtlskan sebaga { } { } Kebeadaan efek bl yang beasosas dengan sema sampel { } beseta tetangganya akan mempengah pehtngan debl pe pksel sehngga menghaskan pehtngan dlakkan secaa smltan da sema pksel yang akan dca. Oleh kaena t, pehtngan has dfokskan pada aea hbngan antaa nla pksel betetangga dengan model epesentas lokal yang dalam hal n adalah deet taylo dengan tjan IB :

3 osdng emna asonal Manajemen eknolog IX ogam td MM-I, abaya 4 eba 009 IB : ntk mendapatkan sat estmato pksel bebass keangka keja kenel eges. Msalkan saja sat nla pksel dengan pksel tetangganya j dengan lokas pksel dalam aah dan lokas pksel dengan aah da, sepet bekt n j 3 dmana ], [. Deet aylo mennjkkan hbngan antaa dan j sepet pesamaan bekt n : } { } { } { ech j 4 ntk menghtng sema pksel cta secaa smltan, pesamaan 4 yang mepakan epesentas lokal pada setap pksel sampel } { haslah dtls secaa besamaan dalam bentk ekto sepet bekt n, 5 ntk memdahkan penlsan, dapat dmsalkan ekto petama dan keda pada ss kanan dalam pesamaan 5 sebaga cta yang dca dengan notas dan tnan petama da cta yang akan dca dalam aah yang dnotaskan dengan. Vekto pada ss k dalam pesamaan 5 dapat danggap seb aga es tegese da sehngga dapat dtlskan ke dalam bentk yang lebh sedehana sbb, 6 dmana dan adalah opeato gese pksel da ata masng-masng dengan aah ata. Dengan mengac pada pendekatan ode ke- deet taylo akan ddapatkan 7 dmana, jka benla maka akan ddapatkan 8 dan },, { dag. emsan pada pesamaan 7 tesebt mepakan sebah tem eglasas bebobot yang dbekan oleh pegesean jaak pada cta dengan ode sepet pesamaan bekt n R / 9 dmana mepakan matk bobot yang ddefnskan sepet bekt n,, K K dag H H 0

4 osdng emna asonal Manajemen eknolog IX ogam td MM-I, abaya 4 eba 009 IB : dengan K mepakan fngs kenel dan H adalah matk smoothng pada + bedasakan fngs. Kaena pemasalahan deblng mash seng belm dapat dmodelkan secaa past, maka tem eglasas pada pesamaan 9 sangat begna sekal ntk lebh jah membatas aea penyelesaan pemasalahan n. Dengan mempekenalkan tem eglasas sepet pada pesamaan 9 datas, selanjtnya akan ddeskpskan tem deblng bebass kenel. Dengan menggnakan epesentas lokal sepet pada pesamaan 7, cta bl dan be-nose yang dnotaskan sebaga dapat dekspeskan sebaga dengan,,,,,,, y y y dmana adalah matk bekan yang meepesentaskan opeas bl yang dbekan oleh g. epa dengan tem eglasas pada pesamaan 7 d atas, epesentas lokal ntk cta bl be-nose ment pesamaan dapat dtlskan sebaga tem lkelhood sbb, z L / 3 dmana mepakan paamete eo nom ntk tem n, dan adalah matk bobot ntk tem lkelhood yang dhtng bedasakan snyal bl z g g. Dengan demkan, keda fngs bak fngs eglasas mapn fngs lkelhood dapat dfomlaskan sepet bekt n z R L / / 4 dmana adalah paamete eglasas. emasalahan optmas pada pesamaan 4 datas dapat dselesakan dengan menggnakan metode steepest decent sbb, R L 5 Implementas Deblng Bagan bekt akan menjelaskan bagamana mengmplementaskan deblng menggnakan matk bobot dan hasl eges kenel yang dbekan oleh fngs kenel steeng.

5 osdng emna asonal Manajemen eknolog IX ogam td MM-I, abaya 4 eba H s 0 0 H s 0 amba 3 oses Debl ecaa Iteatf amba 4 Insalsas na Mendapatkan Matk Bobot oses debl secaa teatf dlakkan pada cta npt sepet dtnjkkan amba 3. oses n dawal dengan mengopeaskan cta npt dengan matk bobot dan beseta matk l menggnakan metode steepest decent sesa pesamaan 5. Dalam pehtngan menggnakan metode steepest decent n akan l ddapat sat matk yang mengandng cta hasl poses debl. oses n l dlakkan sebanyak n kal dengan mengopeaskan matk otpt sebaga matk npt l l yang jga dgnakan sebaga dasa pehtngan matk bobot l dan. elama teas tejad pebakan cta hasl beseta tnan petama dan keda l yang beada pada matk. ebelm poses debl secaa teatf dlakkan, telebh dahl dlakkan nsalsas sepet dtnjkkan pada amba 4 gna mendapatkan matk bobot dan. Matk n dpeoleh dengan mengopeaskan cta npt menggnakan eges kenel klask ode gna menghaslkan matk 0 z beseta tnan petama dan keda sepet dmodelkan dalam pesamaan 8. Kemdan, dengan 0 menggnakan tnan petama da dlakkan pehtngan ntk menentkan paamete otaton, elongaton dan scalng yang tecakp ke dalam matk steeng s H. Langkah selanjtnya adalah membat matk bobot sepet dalam pesamaan 0 ntk kepelan tem eglasas dengan caa memaskkan fngs kenel steeng dengan s H. 0 edangkan ntk tem lkelhood, dlakkan poses bl pada matk ntk mendapatkan cta bl pekaan beseta tnan petama dan keda yang dnotaskan 0 sebaga. Kemdan, sama dengan poses pehtngan matk bobot, dengan 0 menggnakan tnan petama da dlakkan pehtngan ntk menentkan paamete matk steeng s H adalah membat matk bobot memaskkan fngs kenel steeng dengan ntk setap pksel da npt. Langkah selanjtnya ntk kepelan tem lkelhood dengan s H. ehtngan matk bobot dan pada awal sebelm dmlanya teas menggnakan dasa cta npt, kemdan setelah dlakkan teas tdak lag l menggnakan cta npt akan tetap menggnakan dasa pehtngan pada matk yang mepakan hasl da pehtngan steepest decent yang dlakkan pada teas sebelmnya. IB :

6 osdng emna asonal Manajemen eknolog IX ogam td MM-I, abaya 4 eba 009 y z z s H amba 5, oses ehtngan Matk teeng amba 5 mennjkkan poses bagamana menentkan matk steeng yang bes nfomas paamete oentas bak t elongaton, otaton dan scalng. oses pehtngan matk steeng dmla dengan mengopeaskan cta npt dengan menggnakan eges kenel klask ode gna mendapatkan nla gaden tehadap dan. etelah ddapatkan nla gaden, kemdan dlakkan dekomposs gna mendapatkan nfomas ketga paamete dengan menggnakan model kenel steeng. Ketga paamete nlah yang nantnya akan membentk matk kenel steeng yang akan dgnakan ntk menentkan matk bobot. HAIL DA EMBAHAA engjan dlakkan dengan menggnakan cta j standa gayscale. kenao yang dgnakan adalah membekan cta j yang dtambahkan nose dan efek bl ntk kemdan dlakkan opeas debl. Hasl opeas debl n kemdan dbandngkan dengan cta j yang belm dtambahkan efek bl mapn nose dengan paamete RME oot mean sae eo. la RME yang kecl mennjkan semakn dekat cta hasl debl dengan cta asl yang meepesentaskan kemampan sstem ntk mengembalkan ke gamba asl dalam. engjan Opeas Bl ecaa mm engjan opeas debl secaa mm dlakkan dengan membekan bebeapa cta j pada sstem. Da hasl pecobaan yang dlakkan pada sebah cta woman_dakha dengan penambahan efek bl telhat pada amba 6 masng-masng dengan RME,3 dan 4,5548. amba 6. ta j oman_dakha Da data pecobaan telhat bahwa sstem deblng mempnya kneja yang bak ntk melakkan poses debl gna menghlangkan efek bl dan nose. Hal n IB :

7 osdng emna asonal Manajemen eknolog IX ogam td MM-I, abaya 4 eba 009 tebkt secaa sal bahwa cta hasl telhat lebh hals dan besh jka dbandngkan dengan cta sebelm dlakkan poses debl. edangkan secaa nmek dapat jga telhat pada nla RME yang mengalam pennan nla, semsal amba 6 yang mengalam pennan RME da,3 menjad 4,5548 engjan dengan model kenel yang bebeda Bekt adalah pengjan menggnakan model kenel yang bebeda-beda dengan cta j dan paamete yang sama dengan tjan ntk mengetah pengah model kenel tehadap kneja sstem. Hasl pengjan dtnjkkan pada abel dan amba 7 bekt n : abel. Hasl ebahan la RME ebahan RME Model kenel RME awal RME akh asan 0,774 7,754 Epanechko 0,703 7,958 Bweght 0,703 7,958 angle 0,703 7,958 Bttewoth 0,776 8,076 plne 0,783 9,675 RME afk hbngan antaa model kenel dengan mse ga ep b t bw sk IERAI amba 7. Hasl ecobaan Hbngan Antaa Model Kenel dengan RME Da hasl pecobaan sepet dtnjkkan pada abel, telhat bahwa RME awal dan RME akh pada setap model kenel mempnya nla yang dapat dkatakan hamp sama dengan nla ata-ata 0,7403 dan 8,98. Da nla-nla RME n telhat bahwa model kenel tdak mempnya pengah yang beat tehadap kneja sstem secaa keselhan. ntk lebh menjelaskan kneja da setap kenel, dapat dlhat pada amba 7 yang mennjkkan gafk pebahan nla RME ntk setap teas mla teas petama s.d teas ke-00 pada setap model kenel. Da gafk telhat bahwa tga model kenel epanechko, bweght dan tangle membekan efek yang sama tehadap pebahan nla RME, telhat da bentk gafk yang sama. edangkan ketga model kenel yang lan gasan, splne dan bttewoth mempnya sedkt pelak yang bebeda meskpn pada akh teas, keda kenel gasan dan bttewoth menj pada ttk yang hamp sama. edangkan model kenel splne mempnya pelak yang bebeda dbandngkan dengan model kenel yang lan. Dengan menggnakan model kenel splne, hanya tejad pennan RME da 0,783 ke 9,675. Dengan demkan meskpn secaa keselhan dapat dkatakan mempnya kneja yang sama, alangkah baknya jka tdak menggnakan model kenel splne dalam opeas debl. engjan jmlah teas dengan RME amba 8 mennjkkan gafk hbngan antaa jmlah teas dengan RME pada bebeapa cta j dengan teas sebanyak 500. Da amba 8 telhat bahwa nla RME pada cta hasl opeas debl mengalam penan seng dengan banyaknya teas yang dlakkan. ennan n telhat sekal pada teas petama sampa dengan teas ke-50 yang dtanda dengan gafk yang mempnya bentk sangat cam. edangkan mla teas ke-5 sampa dengan teas ke-500, gafk mempnya bentk yang cendeng landa, bahkan mla teas ke-350 sampa dengan teas ke 500 dapat IB :

8 osdng emna asonal Manajemen eknolog IX ogam td MM-I, abaya 4 eba 009 dkatakan mengalam satas dalam atan tdak ada pennan nla RME Hbngan pada jmlah teas dengan RME Lena BR 5 Lena BR 0 ameaman BR 0 lng oom BR 5 RME IERAI amba 8. afk Hbngan Antaa Banyak Iteas Dengan la RME embandngan dengan metode lan embandngan kneja metode yang lan dlakkan ntk mengetah sejah mana kneja metode yang dslkan dengan metode lan dengan tjan sepa. Data n dambl da sejmlah pape yang membahas mengena deblng yang dsajkan pada abel dan abel 4. Data pada abel dpeoleh da pengjan menggnakan data j cameaman dengan RME awal benla 9,67. edangkan pada abel 3 menggnakan cta j lena dengan RME awal 0,78. abel. Kneja ada ta j ameaman Metode Kneja dalam RME Flte ene toolbo 7,7 Matlab FoaRD eelam, 004 4,37 LA-II Katkonk, 005 3,36 Metode yang dslkan 4,03 abel 3. Kneja ada ta j Lena Metode Kneja dalam RME Flte ene toolbo,8 Matlab FoaRD eelam, 004 7,55 LA-II Katkonk, 005 6,76 Metode yang dslkan 6, KEIMLA DA ARA Da data hasl pecobaan dan analsa data yang sdah dlakkan dapat dambl kesmplan dantaanya adalah:. Kenel eges secaa efektf dapat dgnakan sebaga keangka keja dalam opeas debl yang dtanda dengan pennan nla RME pada opeas debl yang dlakkan pada cta bl.. Model kenel tdak mempnya pengah yang sangat besa tehadap kneja opeas debl. 3. la RME akan menn seng dengan naknya teas namn pada nla teas tetent RME mengalam satas yang menandakan bahwa hbngan antaa RME dan jmlah teas tdak selal lnea. DAFAR AKA Bemond, J.R. L. Lagendjk dan R. M. Meseea, 990 Iteate methods fo mage deblng, oc. IEEE, ol. 78, no. 5, pp IB :

9 osdng emna asonal Manajemen eknolog IX ogam td MM-I, abaya 4 eba 009 Dadson. Mchael, Abamowtz.Motme.007. onolton Kenel Mask Opeaton. Olymps Inc, he Floda state nesty kenelmaskopeaton/ onzales, R.. dan R. E. oods. 00. Dgtal Image ocessng, nd edton, ppe addle Re,.J.entce Hall. Katkonk, V. K. Egazaan, dan J. Astola. 005, A spatally adapte nonpaametc egesson mage deblng, IEEE ans. Image ocess.,ol. 4, no. 0, hal eelam, R. ho, H. dan R. Baank. 004 Fowad: Foe-waelet eglzed deconolton fo ll-condtoned systems, IEEE ansc. gnal ocess., ol.5, no., pp R. Meste and M.Mhlch. 00 Impong moton and oentaton sng an elbated total least sae appoach, n oc. IEEE Int. onf Image pocess tanda Image data base, place.com/oot_ fles_v3/mage_databases.htm tee, Eddn 007 Image deblng-wene flte. he Mathwok.Inc stee akeda, Hoyk. 006, Kenel egesson fo mage pocessng and econstcton, ess Maste, nesty of alfona anta, alfona akeda, Hoyk. na Fas dan ayman Mlanfa. 007 Kenel egesson fo mage pocessng and econstcton, IEEE ans. Image ocess., ol. 6,no., pp akeda, Hoyk., Fas, and, Mlanfa. 006 Robst kenel egesson fo estoaton and econstcton of mage fom spase, nosy data, oc. Int. onf. Image ocesng, Atlanta, A, pp ekmono, Kad Kenel Regesson, kad/nde.html IB :